沙溪口水電廠直流系統(tǒng)接地故障排查

摘 要：針對沙溪口水電廠一起典型直流接地故障的分析、查找，提出查找復雜直流接地故障的基本思路，以幫助盡快排除直流接地故障，確保水電廠設備的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)；接地；故障排查

1 引言

發(fā)電廠直流系統(tǒng)作為電氣一、二次設備的控制、保護、測量、信號電源，其重要性不言而喻。直流一點接地雖屬異常，當時不影響設備的正常運行，但必須及時查找接地點，并迅速排查，否則造成兩點接地后可能引發(fā)保護誤動、拒動，開關(guān)的誤合分閘、直流熔絲熔斷、裝置工作電源消失、誤發(fā)信號等各類嚴重電氣事故。

沙溪口主廠房直流系統(tǒng)負載主要為機組及10kV系統(tǒng)操作保護直流電源，采用單母分段接線。Ⅰ段直流系統(tǒng)由#1充電屏、#2饋電屏、#6饋電擴展屏Ⅰ段母線、Ⅰ段蓄電池組組成；Ⅱ段直流系統(tǒng)由#4充電屏、#3饋電屏、#6饋電擴展屏Ⅱ段母線以及Ⅱ段蓄電池組組成。其中#6饋電屏為主廠房直流系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ段擴展屏，兩段母線電源分別引自#2、#3饋電屏。#2、#3饋電屏上配置有泰坦絕緣監(jiān)察裝置，當直流電源系統(tǒng)正極或負極對地間的絕緣電阻值降低至整定值25kΩ時，就會產(chǎn)生有正接地故障或負接地故障，并發(fā)告警信號，裝置還會給出發(fā)生接地的支路號。

2 事件經(jīng)過

2016年8月20日18：25，沙溪口水電廠發(fā)生一起主廠房直流220VⅠ段接地故障，上位機報主廠房直流220VⅠ段接地告警。

事故前，#1、#3、#4機組在運行，#2機組停機處熱備用狀態(tài)，主廠房直流220V系統(tǒng)正常運行。

維護人員接到通知后，即到繼保室主廠房220V直流Ⅰ段饋線屏#2屏查看絕緣監(jiān)察裝置顯示故障信息為1-007支路負極接地，007支路對應的是“繼保室#6屏Ⅰ段母線進線電源空開”。由此判斷是#6配電屏上的主廠房直流220VⅠ段母線所掛某個負載負極接地，同時二次人員使用萬用表在#2配電屏測量007支路正極對地電壓196.8V，負極對地電壓為-32.7V，屬于負極不完全接地故障。為排除接地點，維護人員決定采用逐一瞬間切合Ⅰ段母線負荷空開并的辦法進行，以便快速、準確、及時的查找故障，保證直流系統(tǒng)運行正常。

因為#1、#3、#4機組在運行，#2機組在停機，在征得值長同意下，維護人員先分合#2機組相關(guān)電源，當切除#2機組Ⅰ路操作保護電源6QF時（對應負載為至#2機組保護屏操作保護電源，電纜及回路號為1F141C/101'、1F141C/102'），直流負母接地故障消除。于是維護及運行人員來到發(fā)電機層#2機組保護屏，運行人員將#2機組保護跳外圍相關(guān)壓板解除后，由一名維護人員在#2機保護屏前逐一斷開保護屏上的電源空開，另一名維護人員在保護屏后端子X-4（1F141C/102'）、X-1（1F141C/101'），監(jiān)視電壓變化情況。當切除“發(fā)電機出口斷路器操作箱電源Ⅰ4QF”時，電壓恢復正常，正極對地電壓為115.8V，負極對地電壓為-113.7V，進一步明確是發(fā)電機Ⅰ路操作電源所帶的負載負極接地。

發(fā)電機Ⅰ路操作電源所帶負載包括了開關(guān)合閘、Ⅰ路分閘線圈及出口刀閘6321操作電源，為盡快查明接地點，分別由電氣一次維護人員和電氣二次維護人員對開關(guān)操作回路和出口刀閘回路進行檢查，并做好相關(guān)的安全措施，將6321刀閘斷開，進入632開關(guān)室632開關(guān)本體進行檢查。電氣一次人員逐一排查后，發(fā)現(xiàn)儲能電機刷握絕緣極低，0.1MΩ，于是對刷握進行清潔處理后，絕緣正常，恢復到1MΩ。二次人員測量絕緣也已恢復正常（備注：此時6321刀閘在分閘位置）。

但當運行人員操作6321刀閘合閘后，再次出現(xiàn)主廠房直流220VⅠ段接地故障。于是維護人員到6321刀閘操作機構(gòu)箱進行檢查，發(fā)現(xiàn)2F417/DO10-1（監(jiān)控開出6321刀閘分閘令）芯線破損，碰到刀閘操作機構(gòu)箱外罩接地，至此找到了接地點。于是維護人員將2F417/DO10-1芯線破損部位使用絕緣膠帶可靠包扎，并合理布線防止機構(gòu)箱外罩壓到電纜芯線，處理完畢直流220VⅠ段接地故障消除。#2機組恢復正常運行方式。

3 事故原因分析

#2機組出口刀閘6321操作電源101、102取自主廠房直流220VⅠ段，當6321刀閘在合閘位置時，6321刀閘常開接點G-7、G-8導通，2F417/DO10-1芯線破損，碰到刀閘操作機構(gòu)箱外罩接地，導致直流220VⅠ段負極接地，于是報“主廠房直流220VⅠ段接地”。

2F417/DO10-1芯線破損分析是由于6321刀閘操作機構(gòu)箱外罩壓到2F417/DO10-1電纜線，當6321刀閘操作時，刀閘操作機構(gòu)箱外罩都會有輕微震動，外罩與2F417/DO10-1電纜線長期摩擦，導致芯線外層絕緣護套破損碰外罩接地。

出口刀閘6321刀閘操作回路圖

4 采取措施

將破損芯線使用絕緣膠帶可靠包扎，重新整理刀閘操作機構(gòu)箱內(nèi)電纜線，并合理布線防止機構(gòu)箱外罩壓到電纜芯線；結(jié)合#2機組檢修時，核查2F417是否有備用芯線，使用備用芯線替換破損的芯線。同時舉一反三，對#2機組所屬各刀閘操作機構(gòu)箱進行排查，對刀閘機構(gòu)箱內(nèi)的二次電纜芯線進行整理，防止各刀閘操作機構(gòu)箱外罩擠壓到二次電纜線。

作者簡介：鄭佳升（1984-），助理工程師，畢業(yè)于上海電力大學，從事繼電保護專業(yè)檢修、技改和維護。